湖北大冶铁矿床

湖北大冶铁矿床矿床地质报告A矿区位于湖北省黄石市市铁山区，矿区面积11.83平方公里。西距武汉市104km,东距大冶市15km，是我国大型黑色冶金地下开采矿山之一。区内有武（昌）大（冶）铁路，支线有黄（石）灵（乡）和黄（石）铜（绿山）铁路；公路通达各县、乡；水路紧临长江，又有较大的湖泊梁子湖、何安湖、大冶湖、海口湖等，可行驶小型船只，交通运输甚为便利。图1大冶市地图一、区域地质概况本区处于淮阳山字形构造前弧西翼与新华夏构造体系的复合地段，以梁子湖北北东向断裂带和大磨山-鄂城隆起带为主，该区古生界和中生界及中下三叠系地层广泛分布，除志留系、泥盆系为砂页岩外，其余均为碳酸盐建造，上三叠统及其后的中生代地层分布于本区北部和西部，梁子湖一带中生代断陷盆地广泛分布侏罗纪砂页岩及白垩系中酸性、中基性火山岩建造，新生界为陆相红色碎屑岩堆积，主要分布于长江沿岸和梁子湖、大冶湖盆地附近。区内的构造变形主要由印支－燕山期构造运动所形成。印支期形成一系列褶皱束和叠瓦式的逆冲滑覆构造带，主要表现为北西西至东西向的弧形褶皱及走向逆冲断裂，上覆以滑片；燕山期形成北北东向的隆坳带，叠加褶皱、断裂，并缀以箕式盆地。在三角形区内，印支与燕山期构造直交叠加，又被铁山－四棵、毛铺－两剑桥断裂分割成三个梯形块体，形成铁山－黄金山、殷祖－筠山、大幕－枫林三个逆冲滑覆构造带。燕山运动伸展导致的引张作用使岩浆活动强烈，形成区内鄂城、铁山、金山店、灵乡、殷祖、阳新等主要侵入体和众多的小岩体群（图2），侵入岩出露面积达612平方千米，伴生铜、铁、金等多金属矿床。图2鄂东南地区区域地质略图（据杨明银等，1995）1.重力异常推断中间岩浆房；2.闪长岩；3.花岗岩；4.火山岩；5.磁法差值法推断岩浆上升通道；6.Ⅰ级断裂；7.推断Ⅰ级断裂；8.Ⅱ级断裂；Ⅳ1.铁山－黄金山逆冲滑覆构造带；Ⅳ2.殷祖－筠山逆冲滑覆构造带；Ⅳ3.大幕－枫林逆冲滑覆构造带二、矿区地质特征1.地层矿区内出露的地层主要是三叠系下统大冶群，在矿区南部零星出露二叠系上统大隆组和龙潭组。此外零星分布的第四系堆积物。矿区地层自老至新分述如下：1.1二叠系矿区内所见二叠系地层主要为龙潭组和大隆组。龙潭组分布于铁山背斜轴部，为中厚层状含燧石结核的灰岩或大理岩，出露厚度小于4米。出露于八卦山、上邹村等地。②大隆组分布于铁山背斜轴部，以黑色薄层硅质岩为主，夹黑色炭质板岩，厚20m左右。1.2三叠系下统大冶群三叠系下统大冶群在矿区内较为发育，按岩性特征分为六段，其中第三、四、五段与矿体关系密切。①第一段分布在棺材山尖山逆断层以南。主要由灰色砂泥质板岩、含钙质板岩及褐黄色结晶泥质灰岩或大理岩组成。第二段分布于棺材山尖山逆断层以南。由条带状角岩或大理岩组成，厚约40m。③第三段分布于棺材山尖山逆断层以南。主要由灰褐色角岩、条带状大理岩及香肠状大理岩组成，后约100m。第四段分布在尖山一带。上部为微薄层角岩条带或细角岩香肠状大理岩，下部为中厚层状大理岩，厚约60m。第五段分布在棺材山尖山逆断层以北。为白云质大理岩，角岩条带大理岩，厚约235m。⑥第六段分布在矿区西部。以洁净灰岩为主，厚大于10m。1.3第四系分布于矿区南部地势低洼处。由亚粘土及砂砾石组成，厚0-20m。2、构造北西西向构造为淮阳山字形前弧西翼的组成部分，由一系列北西西向不同等级的褶皱、压扭性冲断层组成，倾角10-15度。是矿区内主要的构造格架。主要构造形迹有铁山背斜、棺材山-尖山逆断层、男名山向斜、老铁山背斜、龙门山倒转向斜、龙洞-狮子山卷曲背斜、尖山北西西向断裂带等。北北东向构造为新华夏构造体系的组成部分，是本区重要的构造形迹之一，由北北东向的褶皱、压扭性挤压带、逆冲断层及其伴生的构造形迹所组成，它叠加并改造北西西向构造。主要构造形迹有尖山背斜、麻雀脑背斜、F13压扭性断裂、狮子山北部的北北东向断裂带等。喜山期北西向构造带构造形迹表现为断裂构造。由一系列北西向压扭性断裂及伴生的北北西向和北东向的扭裂带所组成，往往切割所有的地质体（大理岩、岩体、矿体），部分断裂被挽近期中基性岩脉充填，区内比较典型的有F25压扭性断裂、铁F1、铁F2、F4压扭性断裂、铁门坎后山北西向压扭性断裂、龙F1、龙F2、F77断裂等。3、岩浆岩铁山岩体东西长24km，南北宽5km，面积120km2。出露形状呈纺锤形。铁山岩体是燕山期多次岩浆活动形成的复式岩体。该区岩浆岩以侵入活动为主，侵入的岩浆岩主要组成铁山岩体。岩体走向北西西向，东西长约28公里，南北宽约2-8公里，出露面积约150平方公里。组成铁山岩体的岩浆岩，主要为中细粒含石英闪长岩，次为黑云母黑云母透辉石闪长岩，再次为正长闪长岩、斑状闪长岩。其中，与成矿关系最为密切的是中细粒含石英闪长岩和黑云母透辉石闪长岩。铁山矿区岩浆岩特征见表1。大冶铁矿矿区位于铁山岩体的南缘中断，侵入岩体直接与三叠系大冶群地层接触。此外，在矿区内还有一些在成矿后生成的脉岩如辉绿岩、闪长玢岩、煌斑岩等，这些脉岩有时穿插矿体，对矿体有轻微的破坏作用。表1铁山矿区岩浆岩特征表岩石名称矿物成分岩石结构分布及与矿体的接触面积比（%）中细粒含石英闪长岩斜长石69.8%，钾长石12.2%，石英7.9%，角闪石7.9%。副矿物有磁铁矿、锆石、榍石、磷灰石等。中细粒全晶质半自形粒状或柱粒状结构东起尖山、西到铁门坎成—宽约200—400m的NWW向岩带直接与大理岩接触。73.86黑云母透辉石闪长岩斜长石69.7%，钾长石7.1%，角闪石0.8%，黑云母6.6%，透辉石12.5%。副矿物同上半自形到它形不等粒状结构或柱粒状结构呈近EW向长条状分布，有分枝插入中细粒含石英闪长岩与大理岩中26.13正长闪长岩斜长石65.4%，钾长石19.3%，石英3.2%，角闪石9.3%，黑云母0.4%，透辉石0.1%，副矿物同以上两种岩石。中粒半自形柱粒状结构主要分布在上述两种岩石以北，是铁山岩体的主体。0.01斑状含石英闪长岩斜长石71.8%，钾长石13.0%，石英7.6%，角闪石5.7%，副矿物有榍石、磁铁石、锆石、磷灰石。中粒似斑状结构主要分布于矿区尖山以东与矿体无直接接触关系。三、矿体地质特征大冶铁矿矿床由六大矿体组成，自西向东分别为铁门坎、龙洞、尖林山、象鼻山、狮子山和尖山矿体，总长约4300m。除尖林山矿体为盲体外，其余各矿体均出露地表。他们之间除铁门坎矿体与龙洞矿体因断层错开不连续外，其余矿体是互相连接的。围岩层位为三叠系大冶群的含膏盐层的灰岩、白云质灰岩为主（接触变质重结晶为大理岩和白云质大理岩）。矽卡岩有透辉石矽卡岩、阳起石矽卡岩、石榴子石等。矿体中矿石矿物以磁铁矿为主，磁铁矿矿石约占总储量的97%。其次有黄铁矿、低铜青红矿、黄铜矿和高铜铝铁矿等。非金属矿物有透辉石、方柱石、阳起石等。矿石含铁40%-50%。矿体80%以上均分布在侵入体与围岩的接触带上及其附近。矿体形态变化较大，东部矿体大致呈似层状、陡倾斜的凸镜状和囊状，中部矿体则平缓产出的凸镜状或似层状，西部矿体则以似层状为主。矿体从东到西逐渐减小。矿体与围岩产状，就全区来说，呈小角度斜交，局部地区呈整合产出，尤其是矿体下部更为明显。矿石的构造以致密块状为主，此外还有呈条带状和侵染状产出，局部角砾状构造。如当矿体与大理岩或闪长岩接触时，界线清楚截然，有时仅可见几厘米厚的绿云母化带;当矿体与矽卡岩接触时，二者多为渐变关系，透辉石矽卡岩呈条带状和条纹状过渡为矿体，还有透辉石矽卡岩的被交代残余体经矿化后形成条带状状磁铁矿，从矿体向外逐渐变稀变贫；当矿体与白云质大理岩接触时，接触带出现厚度不等的富菱铁矿和赤铁矿的碳酸盐型贫矿，向外过渡为致密矿石。图3A矿区地质图A区柱状图四、岩矿石特征1、细脉侵染状钢灰色磁铁矿手标本：为刚灰色，密度大，具有强磁性，高硬度，为致密块状，浅黄色的黄铁矿呈细脉侵染状不均匀分布，黄铁矿自形程度差，呈他形分布，含量约为5%。薄片：不透明矿物，呈半自形的八面体结构，含量在80%以上，透明矿物5%左右正交下为I级灰白，存在四次消光，单偏光镜下，表面光滑，为石英，含量在5%左右。2、红褐色火山角砾黄铜矿黄铁矿手标本：红褐色，分选差，棱角分明。存在细石英岩脉，石英自形程度较高呈自形半自形。浅黄色的黄铁矿呈细脉侵染状分布，含量在5%以下，金黄色的黄铜矿呈星散状分布，含量在5%以下。光片：石英脉中包含黄铁矿，含量在5%左右，角砾有一定的磨圆，为沉积岩，角砾分选差。3、条带状大理岩手标本：手标本为灰白色，有颗粒感，中硬度，存在墨绿色条带，条带较细。薄片：正交偏光镜下，干涉色为高级白，偶见解理，判断为方解石，含量大于90%以上。不透明的金属矿物，有四边形结构，为黄铁矿，含量小于10%。4、黄铁矿化辉绿岩手标本：致密块状，成黑色—墨绿色，在表面上有石英分布，可知为侵入岩，表面有黄铁矿和黄铜矿，成星散状分布，含量在5%左右。光片：在单偏光镜下，有半自形的矿物呈星散状分布，含量在15%左右，有5%左右的黑云母，有5%左右的褐绿色普通角闪石。在正交偏光镜下，有长条状斜长石分布，在斜长石的三角构架内有辉石分布，长石的自形程度比辉石大，呈明显的辉绿结构。在镜下可观察到黄铁矿约为5%左右。5、方铅矿、黄铁矿化闪长岩手标本：标本暗色矿物的含量约为30%左右，长石含量70%左右，中等密度，表面长石有被风化，小刀可划到风化物质，呈白色粉末状。光片：存在黑云母角闪石，黑色矿物呈星散状分布，矿物含量10%左右，在正交偏光镜下，角闪石干涉色丰富，有II级蓝，II级蓝绿，平面有两组解理发育，长石发育成聚片双晶，黑云母干涉色呈褐色，从含量上看，斜长石含量大于60%，角闪石含量30%左右，光片中有黄铁矿、黄铜矿、方铅矿含量较大，黄铁矿、黄铜矿呈星散状分布，约为5%左右。6、黑灰色中粗粒黑云母石英闪长岩手标本：致密块状，成黑色—墨绿色，在表面上有石英分布，可知为侵入岩，表面有黄铁矿和黄铜矿，成星散状分布，含量在5%左右。五、矿床成矿分析1、矿床形成的地质条件1.1矿床地质条件矿区位于淮阳山字形构造弧顶西侧和新华夏构造体系第二隆起带次级构造的复合部位，同时处在长江中下游断裂凹陷成矿带中大冶复向斜的铁山背斜的北翼。区内经历了复杂的构造变动，但是主要构造成矿期为晚侏罗燕山期的褶皱构造和次级叠加构造。构造为成矿溶液提供了通道，同时也是矿床的“家”。矿区内侵入体于围岩接触以角度不整合为主，有利于成矿溶液沿围岩的原生层理，层间破碎带及构造裂隙贯入并交代成矿，另外，在侵入岩与围岩的“S”型或凹凸不平的接触地段，岩石易于破碎，裂隙发育，矿液常易于集中，使得侵入体与围岩的接触面积增大，能使矿液与有利围岩进行充分的交代作用而成矿，矿化更为集中，更有利于矿体富集。矿区位于长江中下游断裂凹陷成矿带中大冶复向斜的铁山背斜的北翼，此褶皱构造有利于岩浆的侵入和与其相伴随的矿化，这个特殊的构造条件不仅提供了含矿溶液流通的通道，同时有利于矿体的稳定富集。矿区内捕掳体仅局部发育，规模不大，但是对成矿也有很重要的意义。在捕虏体周围，侵入体可以和有利围岩充分接触，形成较富的矿体，或是发生接触变质形成某些有特殊成矿作用的矿物，为后期的成矿做准备。根据矿区采样分析，推断矿床成矿温度以高温为主，深度较浅，大部分在地下几百米范围以内，属浅-中成相。1.2岩浆岩条件形成大冶矽卡岩型铁矿床的岩浆岩为铁山侵入杂岩体南缘接触带的中段，主要岩性为石英闪长岩，黑云母透辉石闪长岩和含石英闪长岩，为典型的中酸性侵入体。而二长岩-闪长岩类侵入体则主要形成矽卡岩型铁矿床。图4鄂东南矿集区岩浆岩分布图1.3围岩条件矿床围岩主要是三叠系大冶群的灰岩和白云质灰岩，在侵入体与围岩接触带上及其附近，灰岩及白云质灰岩由于接触变质分别变成了大理岩和白云质大理岩，同时在接触带及其附近由于交代作用形成了大量钙矽卡岩系列的硅酸盐矿物，以铁的氧化物为主。矽卡岩矿物主要有石榴子石，透辉石矽卡岩和阳起石矽卡岩等。2、矿床成矿作用根据矿区采样标本分析，矿床成矿作用较为复杂，并不是单一的某一成矿作用而成，而是不同成矿作用共同作用的结果。根